XML架構(gòu)下的高雄榮總電子病例的建構(gòu)

XML架構(gòu)下的高雄榮總電子病例的建構(gòu)摘要最近幾年因計(jì)算機(jī)科技之快速發(fā)展，也促使了國(guó)內(nèi)外各醫(yī)院PACS環(huán)境建置也如火如荼的展開(kāi)。數(shù)位影像也持續(xù)發(fā)展中，然而它卻是PACS環(huán)境當(dāng)中相當(dāng)重要的一環(huán)。PACS(PictureArchivingandCommunicationSystem)影像傳輸管理系統(tǒng)，它是醫(yī)療史上的一個(gè)重大改革，在傳統(tǒng)的醫(yī)療影像上，保存是一個(gè)很大的問(wèn)題，醫(yī)院的醫(yī)師為了能夠詳細(xì)的診斷病因，就會(huì)大量的拍攝醫(yī)療影像，如X光機(jī)(CR)，計(jì)算機(jī)斷層(CT)，超音波(SONO)，核磁共振(MRI)等等，借片，調(diào)片不但耗時(shí)且片子容易毀損，且片柜又必須占用相當(dāng)龐大的空間，調(diào)片人員的成本可想而知了，所以國(guó)內(nèi)外各大醫(yī)院紛紛開(kāi)始建置影像數(shù)字化傳輸，讓醫(yī)院達(dá)到無(wú)片化的環(huán)境，何謂無(wú)片化的環(huán)境呢？就是醫(yī)師診斷時(shí)不需要再洗出任何一張膠片，透過(guò)院內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)傳輸，坐在計(jì)算機(jī)影像工作站前就可在第一時(shí)間看到所需的影像，也就是在病人照完像還沒(méi)走回門(mén)診時(shí)，主治醫(yī)師就已經(jīng)可以看到影像了，如此一來(lái)加快了診斷的速度，病情不會(huì)受到延誤，更不需要調(diào)閱的手續(xù)，影片不會(huì)有遺失、毀損或誤送的問(wèn)題，真是一舉數(shù)得。然而正當(dāng)國(guó)內(nèi)醫(yī)院開(kāi)始了解PACS的重要性而開(kāi)始要建置的同時(shí)，國(guó)內(nèi)的三家榮民總醫(yī)院早已建置多年了，其中又以高雄榮總建置的最為完善，不但已成功的將其HIS系統(tǒng)(HospitalInformationSystem)與PACS系統(tǒng)結(jié)合成為HIPACS(HospitalIntegratedPictureArchivingandCommunicationSystem)，成為一個(gè)國(guó)內(nèi)真正具有3S(Security、Stability、Simple)之中文化及無(wú)片化環(huán)境外，其目標(biāo)更朝向無(wú)紙張的全電子病例紀(jì)錄邁進(jìn)。本組專題題目XML架構(gòu)下的高雄榮總電子病例建構(gòu)，目標(biāo)就是要將高雄榮總的醫(yī)療報(bào)告系統(tǒng)Web化，透過(guò)Browser(瀏覽器)的方式展現(xiàn)出來(lái)，只要你是有被認(rèn)證進(jìn)入的合法使用者，甚至在家就可以看到病患的醫(yī)療報(bào)告及影像，然而醫(yī)療報(bào)告所重視的就是報(bào)告內(nèi)容的段落以及醫(yī)囑，科別的分明，而本組以XML的文件格式來(lái)呈現(xiàn)病例報(bào)告，完全不會(huì)因?yàn)閳?bào)告及醫(yī)囑長(zhǎng)度的不同而使得在各瀏覽器上展示出來(lái)的文字有所偏差，進(jìn)而導(dǎo)致醫(yī)師的誤判，而醫(yī)療影像為確保傳輸過(guò)程的正確性以及文字欄位的一致性，全球共同的制定出一套醫(yī)療影像傳輸?shù)膰?guó)際標(biāo)準(zhǔn)DICOM（DigitalImagingandCommunicationsinMedicine），所有的醫(yī)療影像都是以DICOM的方式儲(chǔ)存，所以本組要達(dá)到影像Web化的目標(biāo)也就是所謂的WebView，除了要跟高雄榮總多部的影像Server做聯(lián)系外，還必須讓這些以DICOM模式儲(chǔ)存的影像做轉(zhuǎn)換才行，因?yàn)槟壳癉ICOM的傳輸與儲(chǔ)存機(jī)制并不適用于WWW網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，在這方面本組亦有所突破，臺(tái)灣目前的幾所教學(xué)醫(yī)院包括高雄榮總對(duì)于讓醫(yī)療影像Web化，都還只是在研究階段，這是一個(gè)大膽的嘗試，這對(duì)于一些偏遠(yuǎn)的地區(qū)沒(méi)有放射線?？漆t(yī)師的醫(yī)院或診所來(lái)說(shuō)，是一個(gè)可實(shí)行遠(yuǎn)距會(huì)診的方式，本專題研究成果可實(shí)際運(yùn)用于高雄榮總?cè)娮硬±募軜?gòu)上。系統(tǒng)使用對(duì)象經(jīng)過(guò)系統(tǒng)登錄認(rèn)證過(guò)的醫(yī)師系統(tǒng)特色格式上的一致性：由于XML是未來(lái)文件傳送的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)格式，如：臺(tái)北市就有以XML為傳送標(biāo)準(zhǔn)的公文范例，所以本組使用XML作為報(bào)告的套用格式，以期在未來(lái)可以成為一個(gè)公定的標(biāo)準(zhǔn)。保存資料：不會(huì)因?yàn)閾Q到另外的網(wǎng)頁(yè)而流失資料。與特定瀏覽器無(wú)關(guān)：病歷查詢系統(tǒng)應(yīng)該要獨(dú)立于瀏覽器之外。本組的病歷查詢系統(tǒng)將支授InternetExplorer4.0及NetscapeNavigator4.0或更新的版本。系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工具ＡＳＰ－本組使用了ASP來(lái)控制整個(gè)應(yīng)用程序的處理流程。ASP程序碼將在使用者要求信息的時(shí)候負(fù)責(zé)偵測(cè)用戶端；同時(shí)，ASP也將執(zhí)行XML轉(zhuǎn)換，與影像處理服務(wù)器溝通，并且控制與主要報(bào)告數(shù)據(jù)庫(kù)之間的連結(jié)。ＸＭＬ與ＸＳＬ－本組編寫(xiě)了一支ASP來(lái)作為轉(zhuǎn)換XML的中介程序。再利用這支轉(zhuǎn)換出來(lái)的XML文件檔來(lái)套用XSL文件的樣式表，使得最后的結(jié)果呈現(xiàn)是以XML的文件格式來(lái)顯示在瀏覽器中。ＳＱＬServer2000－這將擔(dān)任我們的主要數(shù)據(jù)庫(kù)，本組編寫(xiě)了ASP的程序來(lái)存取這些資料。JavaServlet－本組用它來(lái)將原來(lái).DCM的醫(yī)療影像檔轉(zhuǎn)換成.JPEG的格式系統(tǒng)使用環(huán)境Windows2000Server：本專題的作業(yè)系統(tǒng)IIS與SQLServer：在建立這個(gè)病歷查詢系統(tǒng)之前，還必須要考慮一些系統(tǒng)的需求。這個(gè)病歷查詢系統(tǒng)將會(huì)運(yùn)作在WindowsNT4.0或Windows2000平臺(tái)上，而且還必須要安裝InternetInformationService與SQLServer。JavaServletServer：影像轉(zhuǎn)換服務(wù)器，透過(guò)它可將原本以DICOM標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)存的影像轉(zhuǎn)換成以JPEG的格式在網(wǎng)頁(yè)上秀出，可以算是和影像服務(wù)器溝通上的一個(gè)Gateway，此部份也是自行開(kāi)發(fā)。需求分析經(jīng)參觀過(guò)高雄榮總后，我們發(fā)覺(jué)現(xiàn)行的病例系統(tǒng)只能在院內(nèi)經(jīng)由intranet，利用個(gè)人計(jì)算機(jī)和專屬的模擬程序來(lái)瀏覽，而專屬的模擬程序則是需要另外的計(jì)算機(jī)專業(yè)人員安裝才能使用，使用上均局限在院內(nèi)，有許多醫(yī)生表示，如果要病人的病例，但不在院內(nèi)時(shí)，此時(shí)若是人在家中，或許是在另一家醫(yī)院，那么要如何才能看見(jiàn)病人的病例及醫(yī)療影像?另一方面，我們也訪問(wèn)了計(jì)算機(jī)相關(guān)人員，他們表示設(shè)定一部計(jì)算機(jī)約耗時(shí)10~20分鐘，時(shí)間不是很久，但如果要設(shè)定100部或1000部個(gè)人計(jì)算機(jī)，則所用的時(shí)間將會(huì)一組很大的數(shù)目。綜合以上的各項(xiàng)資料，我們有一股想要為這一群替病人勞心勞力的醫(yī)生解決問(wèn)題的沖動(dòng)，于是我們決定開(kāi)發(fā)一套可經(jīng)由internet方式讀取病人病到及醫(yī)療影像的系統(tǒng)，利用瀏覽器(Browser)來(lái)看病例，一方面可符合醫(yī)生的需求，另一方面也可降低計(jì)算機(jī)相關(guān)人員的負(fù)擔(dān)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)本組采用“ThePrototypingMethodology”系統(tǒng)雛形開(kāi)發(fā)法,來(lái)建置此套系統(tǒng)。擬定輸入表格及輸出報(bào)告擬定輸入表格及輸出報(bào)告需求分析系統(tǒng)分析與程式設(shè)計(jì)加強(qiáng)程式功能及修改新需求系統(tǒng)測(cè)試系統(tǒng)雛形開(kāi)發(fā)程序登入登入歡迎畫(huà)面系統(tǒng)設(shè)定查詢系統(tǒng)網(wǎng)頁(yè)系統(tǒng)架構(gòu)圖1、系統(tǒng)設(shè)定這個(gè)功能主要是用來(lái)設(shè)定DICOM檔所存放位置的檔案途徑，及此套系統(tǒng)所須參考到的一些參數(shù)設(shè)定，可以經(jīng)由執(zhí)行登入動(dòng)作時(shí)，由輪入的賬號(hào)判斷使用者是要使用查詢系統(tǒng)或是CLIENT端的程序安裝人員要設(shè)定系統(tǒng)，通常只會(huì)執(zhí)行一次，就是在程序設(shè)定的時(shí)候。2、查詢系統(tǒng)該功能是大部分使用者所使用的部分，提供使用者依照病人的病例號(hào)碼或病人姓名，只要輸入一個(gè)KEYWORD，系統(tǒng)即會(huì)列出多筆相關(guān)的病例資料，再?gòu)闹羞x出要找的資料。系統(tǒng)功能使用圖示說(shuō)明1.系統(tǒng)架構(gòu)圖1、系統(tǒng)架構(gòu)病歷查詢系統(tǒng)是架構(gòu)在以IISWebServer為前端處理的服務(wù)器，用ASP程序來(lái)處理用戶端的請(qǐng)求，依據(jù)所得的請(qǐng)求至后端的數(shù)據(jù)庫(kù)查詢符合條件的資料，再配合以XML的格式與XSL樣式表來(lái)呈現(xiàn)資料。有需要顯示影像時(shí)，則再交由后端的JavaServlet服務(wù)器，取得圖檔以Java程序來(lái)處理影像，將結(jié)果送至給用戶端。整體架構(gòu)如圖1.所示。2.使用者登入運(yùn)作流程圖2、登入畫(huà)面如圖2.所示，這一個(gè)畫(huà)面是本站的首頁(yè)，除了歡迎的作用以外，它還有一個(gè)很重要的任務(wù)，也就要求使用者輸入自己的賬號(hào)和密碼。因?yàn)椋@個(gè)網(wǎng)站資料的特殊性，我們必順要管制使用的人員，以期避免其它非相關(guān)的人使用，可以淢少病例報(bào)告的相關(guān)資料外漏。在這個(gè)部份，本組對(duì)于使用者的賬號(hào)和密碼，是由程序和經(jīng)過(guò)加密的資料比對(duì)來(lái)作判定。3.查詢運(yùn)作流程圖3、查詢輸入晝面圖4、符合條件畫(huà)面經(jīng)過(guò)上述的賬號(hào)和密碼確認(rèn)無(wú)誤后，就會(huì)進(jìn)入到圖3.這個(gè)畫(huà)面。由畫(huà)面上得知，使用者可以看到有五個(gè)欄位，使用者可以各別針對(duì)某個(gè)欄位輸入，來(lái)作為查詢的條件：另外也可以針對(duì)使用者本身所知道的相關(guān)欄位信息來(lái)輸入，作為查詢的條件。也就是使用者可以只記得零星的條件，來(lái)找到使用者自己所需要的資料。例如：使用者只記得他有一個(gè)病患姓“陳“、病例號(hào)有幾碼是“１８３７”：那么這個(gè)使用者就可以在病患姓名的欄位輸入“陳”、在病例號(hào)碼輸入“１８3７”：程序就會(huì)依使用者輸入的相關(guān)條件找出符合條件的資料，顯示出相關(guān)資料的部份信息來(lái)供使用者點(diǎn)選，其所需要的資料。也就會(huì)出現(xiàn)如圖4.的畫(huà)面了。當(dāng)然，在這個(gè)功能下，本組也提供了可以翻頁(yè)的功能，給使用者一個(gè)可以簡(jiǎn)單和舒服的操作界面，來(lái)輕松地得到想知道的資料。4.XML說(shuō)明接下來(lái)，這個(gè)部份，作者要說(shuō)明的，使用者在整個(gè)操作的過(guò)程并不會(huì)查覺(jué)到。因?yàn)?，這個(gè)部份是作資料轉(zhuǎn)換的動(dòng)作。一般而言，作者只要在使用者完成查詢的動(dòng)作后，呈現(xiàn)使用者想要的資料就可以了。不過(guò)，作者在這里用XML的文件來(lái)作最后的呈現(xiàn)工作。程序在使用SQL查詢到使用者所需要的資料后，便交由本組寫(xiě)好的一個(gè)轉(zhuǎn)換程序來(lái)作轉(zhuǎn)換的工作，而轉(zhuǎn)換工作，也不是照單全收的。在這個(gè)動(dòng)作里，本組定義了一支資料的結(jié)構(gòu)檔Schema.XML。整個(gè).XML文件檔的完成，都必須要參照這支Shema.XML的文件結(jié)構(gòu)檔來(lái)完成，也就是在這個(gè)文件檔中沒(méi)有定義的資料是不會(huì)在最后的.XML文件中發(fā)現(xiàn)的，然后就產(chǎn)生一支.XML文件檔，以提供最后的呈現(xiàn)結(jié)果的文件檔。有關(guān).XML的文件檔和Schema.XML的文件檔，作者會(huì)在稍后的章節(jié)中作說(shuō)明。再來(lái)，作者要對(duì)XML和其相關(guān)的文件檔做個(gè)簡(jiǎn)單的說(shuō)明。要說(shuō)明這個(gè)部份之前，先和使用者作一個(gè)簡(jiǎn)單的概念溝通，我們要呈現(xiàn)一份文件要有文件的內(nèi)容、文件的結(jié)構(gòu)和文件的樣式這三個(gè)部份才能呈現(xiàn)，作者就依照這三個(gè)部份來(lái)說(shuō)明：.XML的文件檔、Schema的文件檔和.XSL的文件檔…….XML的文件檔：是文件的主體，也是文件的內(nèi)容。所以，我們?cè)诔尸F(xiàn)后可以看到的內(nèi)容都可以在這個(gè)文件檔中找到，還有和Schema的文件檔以及.XSL的文件檔的連接應(yīng)用也是在這個(gè)文件檔里編寫(xiě)。此外，如果使用者獨(dú)自地去開(kāi)啟.XML的文件檔，會(huì)發(fā)現(xiàn)只要單從.XML的文件檔中的標(biāo)簽和內(nèi)容來(lái)看，就可以得到這一份文件檔所要表達(dá)的訊息和內(nèi)容了。這也是本組選擇用.XML文件來(lái)呈現(xiàn)最后結(jié)果的原因了。Schema的文件檔：是文件定義文件架構(gòu)的文件檔。文件內(nèi)容的項(xiàng)目和屬性都是在這個(gè)文件檔里定義編寫(xiě)的，如果在這個(gè)文件檔里沒(méi)有定義的項(xiàng)目或是內(nèi)容是不會(huì)在.XML文件檔里出現(xiàn)的。這個(gè)Schema.XML文件檔本身也是一個(gè).XML文件檔，不過(guò)它的作用就是作為文件的架構(gòu)定義用，并不能移作它用。另外，還有一種.DTD的文件檔，也是用來(lái)編寫(xiě)文件架構(gòu)的文件檔，不過(guò)本組沒(méi)有采用它，也就不再贅述了。.XSL的文件檔：是文件的樣式檔。.XML這個(gè)文件檔內(nèi)容在呈現(xiàn)時(shí)會(huì)是什么樣的型式，就是要看本組在這個(gè)檔案里如何地編寫(xiě)了，例如：字體的大小和字型的選用，以及其它的樣式定義，都必須要在這個(gè)文件檔里完成。當(dāng)然，在這個(gè)文件檔里，也可以使用HTML/CSS的樣式來(lái)定義文件的樣式了。5.結(jié)果呈現(xiàn)運(yùn)作流程圖5、報(bào)告呈現(xiàn)畫(huà)面這個(gè)畫(huà)面就是文件最后呈現(xiàn)出來(lái)的結(jié)果了。本組在Server端，完成了.XML的文件檔，以及和.XSL樣式檔的連接后，轉(zhuǎn)換成HTML的型式，傳送到Client端，如此使用者就可以看到如圖5.的呈現(xiàn)結(jié)果。6.病歷查詢與影像處理之間的連結(jié)圖6、影像縮圖畫(huà)面病歷查詢與影像處理之間的連結(jié)是藉由名DicomImage.asp的ASP程序來(lái)做為溝通的橋梁。它會(huì)先在網(wǎng)頁(yè)上顯示部份的保存在XML中病患信息，在此XML文件中也存有影像路徑的元素，取得影像路徑必須判別是否存在相對(duì)的實(shí)體目錄，若無(wú)目錄存在將不會(huì)顯示任何圖形來(lái)。在確認(rèn)了目錄存在后，便針對(duì)目錄中每個(gè)圖檔產(chǎn)生超連結(jié)到影像處理服務(wù)器，并且先取得縮小四倍的圖，以供使用者做個(gè)預(yù)覽，選擇所需的圖后，才進(jìn)一步顯示原圖大小。其所產(chǎn)生的結(jié)果如圖6.所示。7.JavaServlet運(yùn)作流程圖7、JavaServlet運(yùn)作流程JavaServlet是利用Service()來(lái)把請(qǐng)求傳給Servlet，它是負(fù)責(zé)處理請(qǐng)求與回應(yīng)的物件，會(huì)將以GET與POST方法呼叫的請(qǐng)求，傳給名為doGET與doPOST的對(duì)應(yīng)方法。由于GET與POST處理的方法相同，在doPOST的方法做個(gè)請(qǐng)求轉(zhuǎn)向交由doGET來(lái)負(fù)責(zé)處理。(圖7.)本組是以dicomToShow.class的Java程序來(lái)處理影像的工作，首先會(huì)先取得變量，包括了圖檔名稱、圖檔路徑、及倍數(shù)大小等。其中在存取檔案是以網(wǎng)絡(luò)來(lái)取得的，故圖檔路徑必須是網(wǎng)絡(luò)虛擬位址，方能獲得檔案。有了檔案后，將依據(jù)醫(yī)學(xué)影像所定義的DICOM標(biāo)準(zhǔn)來(lái)解析檔案，從檔案取得必要的影像信息，包含圖形像素(pixel)的資料，以便進(jìn)一步的進(jìn)行圖像編碼的運(yùn)算。最后再以SUN公司所發(fā)布的JAI影像處理之JAVA套件來(lái)，對(duì)像素編碼為JPEG圖檔。再將最終結(jié)果傳回至用戶端，其結(jié)果如圖8.所示。圖8、影像處理結(jié)果8.支援檔案(IncludeFile)本組使用了一些支援檔案讓程序設(shè)計(jì)的工作容易些，而這些檔案都會(huì)視需要〔含入〕(Include)到ASP檔案中。運(yùn)用這種方法，我們可以集中一些經(jīng)常會(huì)使用到的〔常式〕與信息。為了避免沖突問(wèn)題發(fā)生，含入檔本身不可以含入其它的檔案，可以避免同一個(gè)檔被含入兩次的問(wèn)題。在含入檔中的函式所產(chǎn)生的HTML輸出將會(huì)變成一個(gè)輸出字符串，由主要網(wǎng)頁(yè)來(lái)控制所有元素的位置。在本組整個(gè)系統(tǒng)中，有個(gè)主要的含入檔library.inc，是包含了判斷檔案是否存在；存取XML文件檔；從.XML檔中取得一元素的值；取得一個(gè).XML文件和.XSL樣式表，并且執(zhí)行轉(zhuǎn)換成為HTML文件；也做一般文字的讀取與寫(xiě)入檔的功能；以及將執(zhí)行過(guò)程中所發(fā)生的錯(cuò)誤予以記錄。9.系統(tǒng)設(shè)定圖9、系統(tǒng)設(shè)定畫(huà)面在我們程序會(huì)使用到一些因環(huán)境改變而使得設(shè)定值不同，為了安裝布署及除錯(cuò)上容易些，無(wú)需直接接觸到程序修改，將程序需要使用到環(huán)設(shè)定儲(chǔ)在webdefault.xml文件中，當(dāng)程序中有用到設(shè)設(shè)定值時(shí)，透過(guò)含入檔到.XML文件中，取得元素的值。于登入畫(huà)面中，輸入管理賬號(hào)，可進(jìn)入經(jīng)由套用.XSL檥式表后的系統(tǒng)設(shè)定頁(yè)面，如圖9.所示。在可設(shè)定是否與影像處理服務(wù)器連結(jié)，若為否的話，就只是單純的報(bào)告查詢，并不會(huì)連結(jié)至服務(wù)器，若確定為連結(jié)服務(wù)器，則要輸入正確的影像處理服務(wù)器位址與影像數(shù)據(jù)庫(kù)位址，以利于程序運(yùn)作。確定各項(xiàng)設(shè)定值后，儲(chǔ)存回XML文件中。10.錯(cuò)誤訊息的呈現(xiàn)圖10、錯(cuò)誤訊息呈現(xiàn)畫(huà)面含入檔中并不是所有函式呼叫都會(huì)成功，也許由于是主要網(wǎng)頁(yè)提供無(wú)效的參數(shù)值，或者環(huán)境并不是它們所預(yù)期的。例如使用者所指定的檔案也許不存在，或Web服務(wù)器沒(méi)有檔案寫(xiě)入它們所指定的目錄中權(quán)限。

為了處理這類問(wèn)題，函式必須能夠表示它運(yùn)作狀態(tài)，甚至于提一個(gè)錯(cuò)誤訊息來(lái)表示哪里出錯(cuò)，在盡可能不打斷程序運(yùn)作流暢，并不會(huì)即刻地顯示錯(cuò)誤訊息，而是在函式的一個(gè)參數(shù)中安排錯(cuò)誤與狀態(tài)訊息的回傳。交由主要網(wǎng)頁(yè)來(lái)判斷是否顯示或者執(zhí)行必要的動(dòng)作。本組會(huì)為函式新增一個(gè)將錯(cuò)誤訊息文字寫(xiě)入到一個(gè)error.xml文件里面的功能。如此也就可以使用一個(gè)XSL樣式表來(lái)呈現(xiàn)錯(cuò)誤訊息，供管理